DE102019122339A1 - BATTERY MODULE AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung stellt ein Batteriemodul zur Verfügung, das Folgendes beinhaltet: eine Batteriegruppe mit einer Vielzahl von Batteriezellen, die miteinander gestapelt sind; eine Kühlplatte, die mit einer Seite der Batteriegruppe in Kontakt steht, um die Vielzahl von Batteriezellen zu kühlen; und ein Gehäuse, das auf der anderen Seite der Batteriegruppe angeordnet ist, um die Batteriegruppe zu umgeben, wobei das Gehäuse eine obere Abdeckung umfasst, die auf der anderen Seite der Batteriegruppe angeordnet ist; und Seitenverkleidungen, die sich vertikal von der oberen Abdeckung erstrecken, um Seitenabschnitte der Vielzahl von Batteriezellen zu umgeben, aus denen Elektrodenlappen herausragen.The present invention provides a battery module that includes: a battery pack having a plurality of battery cells stacked together; a cooling plate that contacts one side of the battery pack to cool the plurality of battery cells; and a housing disposed on the other side of the battery pack to surround the battery pack, the housing including an upper cover disposed on the other side of the battery pack; and side panels that extend vertically from the top cover to surround side portions of the plurality of battery cells from which electrode tabs protrude.
Description
(STAND DER TECHNIK)(STATE OF THE ART)
Gebiet der TechnikTechnical field
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Batteriemodul und ein Herstellungsverfahren dafür.The present invention relates to a battery module and a manufacturing method therefor.
Beschreibung des Stands der TechnikDescription of the Prior Art
Die Erforschung einer wiederaufladbaren Sekundärbatterie, die aufgeladen und entladen werden kann, wurde aktiv in Übereinstimmung mit der Entwicklung modernster Technologien wie einer Digitalkamera, einem Mobiltelefon, einem Laptop, einem Hybridauto und dergleichen durchgeführt. Ein Beispiel für die Sekundärbatterie ist eine Nickel-Cadmium-Batterie, eine Nickel-Metallhydrid-Batterie, eine Nickel-Wasserstoff-Batterie und eine Lithium-Sekundärbatterie. Darunter ist die Lithium-Sekundärbatterie, die eine Betriebsspannung von 3,6 V oder mehr aufweist, als Stromversorgung einer tragbaren elektronischen Vorrichtung oder für ein leistungsstarkes Hybridauto durch Reihenschaltung einer Vielzahl von Lithium-Sekundärbatterien vorgesehen. Da die Lithium-Sekundärbatterie eine dreimal höhere Betriebsspannung aufweist als die Nickel-Cadmium-Batterie oder die Nickel-Metallhydrid-Batterie und hinsichtlich der Energiedichteeigenschaften pro Gewichtseinheit besser ist als die Nickel-Cadmium-Batterie oder die Nickel-Metallhydrid-Batterie, wurde der Einsatz der Lithium-Sekundärbatterie schnell erhöht.Research into a rechargeable secondary battery that can be charged and discharged has been actively carried out in accordance with the development of the latest technologies such as a digital camera, a cell phone, a laptop, a hybrid car and the like. An example of the secondary battery is a nickel-cadmium battery, a nickel-metal hydride battery, a nickel-hydrogen battery, and a lithium secondary battery. Among them, the lithium secondary battery, which has an operating voltage of 3.6 V or more, is provided as a power supply for a portable electronic device or for a powerful hybrid car by connecting a plurality of lithium secondary batteries in series. Since the lithium secondary battery has a three times higher operating voltage than the nickel-cadmium battery or the nickel-metal hydride battery and in terms of energy density properties per unit weight it is better than the nickel-cadmium battery or the nickel-metal hydride battery the lithium secondary battery quickly increased.
Wie vorstehend beschrieben, wenn die Vielzahl von Sekundärbatterien in Reihe geschaltet sind, um in einem Hochleistungs-Hybridfahrzeug oder einem Elektrofahrzeug verwendet zu werden, wird die Vielzahl von Sekundärbatterien mit einem Element, wie beispielsweise einer Abdeckung oder einem Gehäuse, befestigt, dann werden eine Vielzahl von Batteriezellen über ein Verbindungselement, wie beispielsweise eine Sammelschiene, elektrisch miteinander verbunden. Daher kann die Vielzahl der Sekundärbatterien als eine Batteriemodulform verwendet werden.As described above, when the plurality of secondary batteries are connected in series to be used in a high-performance hybrid vehicle or an electric vehicle, the plurality of secondary batteries are fixed with an element such as a cover or a case, then a plurality are attached battery cells electrically connected to each other via a connecting element, such as a busbar. Therefore, the plurality of secondary batteries can be used as a battery module form.
Beim herkömmlichen Batteriemodul werden jedoch ein separates Befestigungselement zum Stapeln und Fixieren der Vielzahl von Batteriezellen und separate Kühlelemente wie Kühlrippen und eine Kühlplatte zum Kühlen der Batteriezellen zusätzlich benötigt, so dass ein Volumen des Batteriemoduls vergrößert wird. Da die jeweiligen Seitenflächen eines Modulgehäuses separat bereitgestellt und dann miteinander gekoppelt werden, besteht zudem das Problem, dass der Modulherstellungsprozess kompliziert ist und die Fertigungszeit und -kosten steigen.In the conventional battery module, however, a separate fastening element for stacking and fixing the plurality of battery cells and separate cooling elements such as cooling fins and a cooling plate for cooling the battery cells are additionally required, so that a volume of the battery module is increased. Since the respective side surfaces of a module housing are provided separately and then coupled to one another, there is also the problem that the module production process is complicated and the production time and costs increase.
Die
[ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG]SUMMARY OF THE INVENTION
Es ist Gegenstand von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, ein Batteriemodul bereitzustellen, das in der Lage ist, ein Volumen zu minimieren und eine Energiedichte durch Maximierung der Raumnutzung zu maximieren, und ein Herstellungsverfahren dafür.It is an object of embodiments of the present invention to provide a battery module capable of minimizing volume and maximizing energy density by maximizing space use, and a manufacturing method therefor.
Darüber hinaus ist ein weiterer Gegenstand der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung eines Batteriemoduls mit erhöhter Festigkeit und Steifigkeit zur Verbesserung der Montageleistung sowie ein Herstellungsverfahren dafür.In addition, another aspect of the embodiments of the present invention is the provision of a battery module with increased strength and rigidity to improve the assembly performance and a manufacturing method therefor.
Darüber hinaus ist ein weiterer Gegenstand der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung eines Batteriemoduls, in dem eine Seite eines Gehäuses geöffnet wird, um die Anwendung eines wärmeleitenden Elements während der Herstellung und des Einsetzens einer Batteriegruppe zu erleichtern, sowie ein Herstellungsverfahren dafür.In addition, another aspect of the embodiments of the present invention is to provide a battery module in which one side of a housing is opened to facilitate the application of a heat-conducting element during the manufacture and insertion of a battery pack, and a manufacturing method therefor.
Darüber hinaus ist ein weiterer Gegenstand der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung eines Batteriemoduls, das die Anwendung einer Menge eines wärmeleitenden Elements zwischen einer Batteriegruppe und einer Kühlplatte minimieren kann, und ein Herstellungsverfahren dafür.In addition, another aspect of the embodiments of the present invention is to provide a battery module that can minimize the application of an amount of a thermally conductive member between a battery pack and a cooling plate, and a manufacturing method therefor.
Weiterhin ist ein weiterer Gegenstand der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung eines Batteriemoduls, in dem der Oberflächenkontakt zwischen einer Batteriegruppe und einer Kühlplatte durch eine elastische Matte auf einer Oberseite der Batteriegruppe maximiert wird, und ein Herstellungsverfahren dafür.Another object of the embodiments of the present invention is to provide a battery module in which the surface contact between a battery group and a cooling plate is maximized by an elastic mat on an upper side of the battery group, and a manufacturing method therefor.
Weiterhin ist ein weiterer Gegenstand von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, ein Batteriemodul bereitzustellen, in dem ein wärmeleitfähiges Element zwischen einer Batteriegruppe und einer Kühlplatte dünn verteilt ist, um eine Kontaktfläche dazwischen zu vergrößern und dadurch die Kühleffizienz von Batteriezellen durch eine Kühlplatte und ein Herstellungsverfahren derselben zu maximieren.Another aspect of embodiments of the present invention is to provide a battery module in which a thermally conductive member is thinly distributed between a battery pack and a cooling plate to increase a contact area therebetween, thereby increasing the cooling efficiency of battery cells by a cooling plate and a manufacturing method thereof maximize.
Weiterhin ist ein weiterer Gegenstand der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung eines Batteriemoduls, in dem ein Gehäuse durch mindestens einen Extrusions-, Press- und Biegeprozess in einer Richtung („Stapelrichtung“) gebildet wird, in der Batteriezellen gestapelt werden, so dass eine Länge des Gehäuses unabhängig von der Anzahl der gestapelten Batteriezellen frei vergrößert werden kann, und ein Herstellungsverfahren dafür.Another object of the embodiments of the present invention is Provision of a battery module in which a housing is formed by at least one extrusion, pressing and bending process in one direction (“stacking direction”) in which battery cells are stacked, so that a length of the housing increases freely regardless of the number of stacked battery cells and a manufacturing process for it.
Weiterhin ist ein weiterer Gegenstand der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung eines Batteriemoduls, in dem eine Barriere zwischen einer vorbestimmten Anzahl von gestapelten Batteriezellen angeordnet ist, um eine strukturelle Steifigkeit zu erhöhen, und ein Herstellungsverfahren dafür.Another aspect of the embodiments of the present invention is to provide a battery module in which a barrier is placed between a predetermined number of stacked battery cells to increase structural rigidity, and a manufacturing method therefor.
Weiterhin ist ein weiterer Gegenstand der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung eines Batteriemoduls, in dem für jede mindestens eine Batteriezelle eine Flächendruckmatte eingelegt werden kann, um zu verhindern, dass eine Modulstruktur durch Anschwellen beschädigt wird, und ein Herstellungsverfahren dafür.Another object of the embodiments of the present invention is to provide a battery module in which a surface pressure mat can be inserted for each at least one battery cell in order to prevent a module structure from being damaged by swelling, and a manufacturing method therefor.
Weiterhin ist ein weiterer Gegenstand der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung eines Batteriemoduls, in dem für jede mindestens eine Batteriezelle eine Flammschutzmatte eingelegt werden kann, um eine Flammenausbreitung und dergleichen im Notfall zu verhindern, und ein Herstellungsverfahren dafür.Another object of the embodiments of the present invention is to provide a battery module in which a flame protection mat can be inserted for at least one battery cell in order to prevent flame spread and the like in an emergency, and a production method therefor.
Darüber hinaus ist ein weiterer Gegenstand der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung eines Batteriemoduls, in dem eine Sensoreinheit zum Messen einer Temperatur von Batteriezellen integral in einer Sammelschienenbaugruppe vorgesehen ist, wodurch die Sensoreinheit an einer gewünschten Messposition von Batteriezellen durch einfaches Befestigen der Sammelschienenbaugruppe und einer Vielzahl von Batteriezellen miteinander befestigt werden kann, und ein Herstellungsverfahren dafür.In addition, another aspect of the embodiments of the present invention is to provide a battery module in which a sensor unit for measuring a temperature of battery cells is integrally provided in a bus bar assembly, whereby the sensor unit at a desired measuring position of battery cells by simply attaching the bus bar assembly and a plurality of battery cells can be attached to each other, and a manufacturing method therefor.
Um die oben genannten Ziele zu erreichen, ist gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Batteriemodul vorgesehen, das Folgendes beinhaltet: eine Batteriegruppe mit einer Vielzahl von übereinander gestapelten Batteriezellen; eine Kühlplatte, die in Kontakt mit einer Seite der Batteriegruppe angeordnet ist, um die Vielzahl von Batteriezellen zu kühlen; und ein Gehäuse, das auf der anderen Seite der Batteriegruppe angeordnet ist, um die Batteriegruppe zu umgeben, wobei das Gehäuse eine obere Abdeckung aufweist, die auf der anderen Seite der Batteriegruppe angeordnet ist; und Seitenverkleidungen, die sich vertikal von der oberen Abdeckung erstrecken, um Seitenabschnitte der Vielzahl von Batteriezellen zu umgeben, aus denen Elektrodenlaschen herausragen.In order to achieve the above-mentioned goals, according to one aspect of the present invention, a battery module is provided, which includes: a battery group with a plurality of battery cells stacked one above the other; a cooling plate arranged in contact with one side of the battery pack to cool the plurality of battery cells; and a housing disposed on the other side of the battery pack to surround the battery pack, the housing having an upper cover disposed on the other side of the battery pack; and side panels that extend vertically from the top cover to surround side portions of the plurality of battery cells from which electrode tabs protrude.
Das Gehäuse kann als integrierte Struktur mit einer Länge ausgebildet sein, die einer Länge in einer Richtung entspricht, in der die Vielzahl von Batteriezellen der Batteriegruppe gestapelt sind.The housing may be formed as an integrated structure with a length that corresponds to a length in a direction in which the plurality of battery cells of the battery group are stacked.
Die Batteriegruppe kann Barrieren beinhalten, die zwischen Untergruppen angeordnet sind, in denen eine vorbestimmte Anzahl von Batteriezellen gestapelt ist und eine vorbestimmte Steifigkeit aufweisen.The battery pack may include barriers arranged between sub-packs in which a predetermined number of battery cells are stacked and have a predetermined rigidity.
Die Batteriegruppe kann mindestens eines aus einer Flächendruckmatte und einem flammhemmenden Polster beinhalten, die zwischen einer oder mehreren Batteriezellen angeordnet sind.The battery group can include at least one of a surface pressure mat and a flame-retardant pad, which are arranged between one or more battery cells.
Mindestens eines der Flächendruckmatte und der Flammschutzmatte können zwischen mindestens zwei Bündeln der Batteriezellen sandwichartig angeordnet sein, und Batteriezellen, die nicht mindestens eines der Flächendruckmatte und der Flammschutzmatte zwischen den Batteriezellen aufweisen, die einander gegenüberliegend aus der Vielzahl der Batteriezellen angeordnet sind, können miteinander verbunden sein.At least one of the surface pressure mat and the flame protection mat can be sandwiched between at least two bundles of the battery cells, and battery cells that do not have at least one of the surface pressure mat and the flame protection mat between the battery cells, which are arranged opposite one another from the plurality of battery cells, can be connected to one another ,
Ein wärmeleitfähiges Element kann zwischen der Batteriegruppe und der Kühlplatte angeordnet sein, um eine Kontaktfläche zwischen der Batteriegruppe und der Kühlplatte zu vergrößern.A thermally conductive element can be arranged between the battery group and the cooling plate in order to enlarge a contact area between the battery group and the cooling plate.
Das Gehäuse kann eine elastische Matte beinhalten, das auf einer Seite der oberen Abdeckung angeordnet ist, um die Batteriegruppe an die Seite der Kühlplatte zu drücken.The housing may include an elastic mat located on one side of the top cover to press the battery pack against the side of the cooling plate.
Das Batteriemodul kann ferner eine Sammelschienenbaugruppe beinhalten, die konfiguriert ist, um die Vielzahl von Batteriezellen elektrisch zu verbinden, wobei die Sammelschienenbaugruppe Folgendes beinhaltet: mindestens eine Sammelschiene, die mit den Elektrodenlaschen benachbarter Batteriezellen aus der Vielzahl von Batteriezellen verbunden ist, um die benachbarten Batteriezellen elektrisch miteinander zu verbinden; einen Sammelschienenrahmen, der so ausgebildet ist, dass er die mindestens eine Sammelschiene umgibt, um die mindestens eine Sammelschiene zu befestigen und zu tragen; und eine Sensoreinheit, die mit mindestens einem Teil der Vielzahl von Batteriezellen in Kontakt kommt, um eine Temperatur der Batteriezellen zu messen.The battery module may further include a bus bar assembly configured to electrically connect the plurality of battery cells, the bus bar assembly including: at least one bus bar that is connected to the electrode tabs of adjacent battery cells from the plurality of battery cells to electrically connect the adjacent battery cells connect with each other; a busbar frame configured to surround the at least one busbar to secure and support the at least one busbar; and a sensor unit that comes into contact with at least a part of the plurality of battery cells to measure a temperature of the battery cells.
Die Messeinheit kann ein erstes Messelement beinhalten, das in Kontakt mit einer Seitenfläche der Batteriezelle steht, aus der die Elektrodenlasche herausragt, um eine Temperatur der Batteriezellen auf der Seite der Elektrodenlaschen zu messen.The measuring unit can include a first measuring element that is in contact with a side surface of the battery cell, from which the electrode tab protrudes, by a temperature of Measure battery cells on the side of the electrode tabs.
Das erste Sensorelement kann in engem Kontakt mit der Batteriezelle durch ein Stützelement stehen, das an mindestens einem Abschnitt des Sammelschienenrahmens ausgebildet ist.The first sensor element can be in close contact with the battery cell by means of a support element which is formed on at least a section of the busbar frame.
Die Messeinheit kann ein zweites Messelement beinhalten, das in Kontakt mit einer Oberseite der Batteriezelle steht, um eine Temperatur einer Oberseite der Batteriezelle zu messen.The measuring unit may include a second measuring element that is in contact with an upper side of the battery cell in order to measure a temperature of an upper side of the battery cell.
Darüber hinaus ist nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Batteriemodul vorgesehen, das Folgendes beinhaltet: eine Batteriegruppe mit einer Vielzahl von übereinander gestapelten Batteriezellen; eine Kühlplatte, die in Kontakt mit einer Seite der Batteriegruppe angeordnet ist, um die Vielzahl von Batteriezellen zu kühlen; und ein Gehäuse, das auf der anderen Seite der Batteriegruppe angeordnet ist, um die Batteriegruppe zu umgeben, wobei das Gehäuse eine obere Abdeckung aufweist, die auf der anderen Seite der Batteriegruppe angeordnet ist; und Seitenverkleidungen, die sich vertikal von der oberen Abdeckung zur Seite der Kühlplatte erstrecken, und die Seitenverkleidungen in einer Richtung ausgebildet sind, in der die Vielzahl von Batteriezellen gestapelt sind.In addition, according to a further aspect of the present invention, a battery module is provided, which includes the following: a battery group with a plurality of battery cells stacked one above the other; a cooling plate disposed in contact with one side of the battery pack to cool the plurality of battery cells; and a housing disposed on the other side of the battery pack to surround the battery pack, the housing having an upper cover disposed on the other side of the battery pack; and side panels that extend vertically from the top cover to the cooling plate side, and the side panels are formed in a direction in which the plurality of battery cells are stacked.
Weiterhin ist gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Batteriemoduls vorgesehen, das Folgendes beinhaltet: Stapeln einer Vielzahl von Batteriezellen übereinander, Platzieren der gestapelten Batteriezellen auf einer Seite einer Kühlplatte und Koppeln eines Gehäuses, das eine obere Abdeckung beinhaltet, die die andere Seite der gestapelten Batteriezellen abdeckt, und Seitenverkleidungen, die sich vertikal von der oberen Abdeckung erstrecken, um Seitenabschnitte der Vielzahl von gestapelten Batteriezellen zu umgeben, aus denen Elektrodenlaschen herausragen, mit der Kühlplatte.Furthermore, according to a further aspect of the present invention, there is provided a method for producing a battery module, which includes: stacking a plurality of battery cells on top of one another, placing the stacked battery cells on one side of a cooling plate and coupling a housing which includes an upper cover which covers the covers the other side of the stacked battery cells, and side panels that extend vertically from the top cover to surround side portions of the plurality of stacked battery cells from which electrode tabs protrude with the cooling plate.
Das Gehäuse kann durch mindestens eines der Verfahren Extrusion, Pressen und Biegen gebildet werden.The housing can be formed by at least one of extrusion, pressing and bending.
Das Gehäuse kann so geformt sein, dass es eine Länge aufweist, die einer Länge in einer Richtung entspricht, in der die Vielzahl von Batteriezellen gestapelt sind.The housing may be shaped to have a length that corresponds to a length in a direction in which the plurality of battery cells are stacked.
Während des Stapelns der Vielzahl von Batteriezellen kann eine Barriere mit einer vorbestimmten Steifigkeit zwischen einer vorbestimmten Anzahl von der Vielzahl von gestapelten Batteriezellen angeordnet werden.During the stacking of the plurality of battery cells, a barrier with a predetermined rigidity can be arranged between a predetermined number of the plurality of stacked battery cells.
Während des Aufsetzens der Vielzahl von gestapelten Batteriezellen auf die Kühlplatte kann ein wärmeleitfähiges Element auf mindestens eine der Kühlplatten und die Vielzahl von Batteriezellen aufgebracht werden.During the placement of the plurality of stacked battery cells on the cooling plate, a thermally conductive element can be applied to at least one of the cooling plates and the plurality of battery cells.
Während der Kopplung des Gehäuses mit der Kühlplatte kann die Vielzahl von Batteriezellen durch eine elastische Matte, das auf einer Seite der oberen Abdeckung angeordnet ist, an die Kühlplattenseite gedrückt werden, so dass das wärmeleitende Element in Form eines dünnen Films aufgebracht wird.During the coupling of the housing to the cooling plate, the plurality of battery cells can be pressed against the cooling plate side by an elastic mat, which is arranged on one side of the upper cover, so that the heat-conducting element is applied in the form of a thin film.
Vor dem Koppeln des Gehäuses mit der Kühlplatte kann eine Sammelschienenbaugruppe mit den Elektrodenlaschen der Vielzahl von Batteriezellen verbunden werden.Before coupling the housing to the cooling plate, a busbar assembly can be connected to the electrode tabs of the plurality of battery cells.
Die Sammelschienenbaugruppe kann eine Sensoreinheit beinhalten, die mit mindestens einem Teil der Vielzahl von Batteriezellen in Kontakt kommt, um eine Temperatur der Batteriezellen zu messen, wobei während des Verbindens der Sammelschienenbaugruppe mit der Elektrodenlasche ein erstes Sensorelement der Sensoreinheit in engen Kontakt mit einer Seitenfläche der Batteriezelle kommen kann, aus der Elektrodenlaschen durch ein aus der Sammelschienenbaugruppe herausragendes Stützelement herausragen.The bus bar assembly may include a sensor unit that contacts at least a portion of the plurality of battery cells to measure a temperature of the battery cells, wherein a first sensor element of the sensor unit is in close contact with a side surface of the battery cell while the bus bar assembly is connected to the electrode tab can come out of which the electrode tabs protrude through a support element protruding from the busbar assembly.
Die Sammelschienenbaugruppe kann eine Sensoreinheit beinhalten, die mit mindestens einem Teil der Vielzahl von Batteriezellen in Kontakt kommt, um eine Temperatur der Batteriezellen zu messen, wobei während der Verbindung der Sammelschienenbaugruppe mit der Elektrodenlasche ein zweites Sensor-Element der Sensoreinheit durch eine elastische Matte, das auf einer Seite der oberen Abdeckung angeordnet ist, in engen Kontakt mit einem oberen Teil der Batteriezelle kommen kann.The busbar assembly may include a sensor unit that comes into contact with at least a portion of the plurality of battery cells to measure a temperature of the battery cells, while a second sensor element of the sensor unit is formed by an elastic mat during the connection of the busbar assembly to the electrode tab is arranged on one side of the upper cover, can come into close contact with an upper part of the battery cell.
Gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ein Volumen zu minimieren und eine Energiedichte zu maximieren, indem die Raumnutzung maximiert wird.According to the embodiments of the present invention, it is possible to minimize volume and maximize energy density by maximizing space use.
Darüber hinaus können gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Festigkeit und Steifigkeit erhöht werden, um die Montageleistung zu verbessern.Furthermore, according to the embodiments of the present invention, the strength and rigidity can be increased to improve the assembly performance.
Darüber hinaus wird gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine Seite des Gehäuses geöffnet, so dass das wärmeleitende Element leicht angebracht und die Batteriegruppe leicht eingesetzt werden kann.In addition, according to the embodiments of the present invention, one side of the case is opened so that the heat conductive member can be easily attached and the battery pack can be easily inserted.
Weiterhin kann gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Aufbringungsmenge des Wärmeleitungselements zwischen der Batteriegruppe und der Kühlplatte minimiert werden.Furthermore, according to the embodiments of the present invention, the Application amount of the heat conduction element between the battery group and the cooling plate can be minimized.
Darüber hinaus kann gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung der Oberflächenkontakt zwischen der Batteriegruppe und der Kühlplatte durch die elastische Matte auf einer Oberseite der Batteriegruppe maximiert werden.Furthermore, according to the embodiments of the present invention, the surface contact between the battery pack and the cooling plate can be maximized by the elastic mat on an upper surface of the battery pack.
Darüber hinaus kann das wärmeleitende Element gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dünn zwischen der Batteriegruppe und der Kühlplatte verteilt werden, um die Kontaktfläche dazwischen zu vergrößern und dadurch eine Kühlleistung der Batteriezellen durch die Kühlplatte zu maximieren.In addition, the heat conductive member according to the embodiments of the present invention can be thinly distributed between the battery pack and the cooling plate to enlarge the contact area therebetween and thereby maximize cooling performance of the battery cells by the cooling plate.
Weiterhin, gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, da das Gehäuse durch mindestens eines der Extrusions-, Press- und Biegeverfahren in Stapelrichtung von Batteriezellen gebildet sein kann, so dass eine Länge des Gehäuses unabhängig von der Anzahl der gestapelten Batteriezellen frei vergrößert werden kann.Furthermore, according to the embodiments of the present invention, since the housing can be formed by at least one of the extrusion, pressing and bending methods in the stacking direction of battery cells, so that a length of the housing can be increased independently of the number of stacked battery cells.
Darüber hinaus kann die Barriere gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zwischen einer vorbestimmten Anzahl von gestapelten Batteriezellen angeordnet werden, um die strukturelle Steifigkeit zu erhöhen.In addition, according to the embodiments of the present invention, the barrier can be placed between a predetermined number of stacked battery cells to increase the structural rigidity.
Weiterhin kann gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Flächendruckmatte für jede mindestens eine Batteriezelle sandwichartig angeordnet werden, um zu verhindern, dass eine Modulstruktur durch Anschwellen beschädigt wird.Furthermore, according to the embodiments of the present invention, the surface pressure mat can be sandwiched for each at least one battery cell in order to prevent a module structure from being damaged by swelling.
Darüber hinaus kann die Flammschutzmatte gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung für jede mindestens eine Batteriezelle sandwichartig angeordnet werden, um eine Flammenausbreitung und dergleichen im Notfall zu verhindern.In addition, the flame retardant mat according to the embodiments of the present invention can be sandwiched for each at least one battery cell to prevent flame spread and the like in an emergency.
Darüber hinaus kann gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Sensoreinheit zum Messen einer Temperatur der Batteriezelle integral in der Sammelschienenbaugruppe vorgesehen werden, wodurch die Sensoreinheit an der gewünschten Messposition von Batteriezellen durch einfaches Befestigen der Sammelschienenbaugruppe und der Vielzahl von Batteriezellen miteinander fixiert werden kann.In addition, according to the embodiments of the present invention, the sensor unit for measuring a temperature of the battery cell can be integrally provided in the busbar assembly, whereby the sensor unit can be fixed to the desired measurement position of battery cells by simply fastening the busbar assembly and the plurality of battery cells together.
Figurenlistelist of figures
Die vorgenannten und andere Gegenstände, Merkmale und sonstigen Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in denen sie enthalten sind, besser verstanden:
-
1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Batteriemodul gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt; -
2 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die das Batteriemodul gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt; -
3 ist eine teilweise explodierte perspektivische Ansicht, die eine Untergruppe des Batteriemoduls gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt; -
4A ist eine perspektivische Ansicht, die die Untergruppe des Batteriemoduls gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, und4B ist eine Querschnittsansicht, die auf LinieI-I der in4A dargestellten Untergruppe aufgenommen wurde. -
5 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die einen Zustand veranschaulicht, in dem eine Sammelschienenbaugruppe und ein Gehäuse in einer Batteriegruppe des Batteriemoduls gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung montiert sind; -
6 ist eine perspektivische Ansicht, die die Sammelschienenbaugruppe des Batteriemoduls gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt; -
7A ist eine Teilquerschnittsansicht auf Linie I-I von6 ,7B ist eine Teilquerschnittsansicht auf LinieII-II von6 und7C ist eine Teilquerschnittsansicht auf LinieIII-III von6 ; und -
8 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die eine Batteriegruppe, eine Kühlplatte und das Gehäuse des Batteriemoduls gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
-
1 12 is a perspective view illustrating a battery module according to an embodiment of the present invention; -
2 12 is an exploded perspective view illustrating the battery module according to the embodiment of the present invention; -
3 10 is a partially exploded perspective view illustrating a subset of the battery module according to the embodiment of the present invention; -
4A 12 is a perspective view illustrating the sub-assembly of the battery module according to the embodiment of the present invention, and4B is a cross-sectional view taken on lineII the in4A shown subgroup was added. -
5 12 is an exploded perspective view illustrating a state in which a bus bar assembly and a case are mounted in a battery pack of the battery module according to the embodiment of the present invention; -
6 12 is a perspective view illustrating the bus bar assembly of the battery module according to the embodiment of the present invention; -
7A Fig. 4 is a partial cross-sectional view on line II of Fig6 .7B is a partial cross-sectional view on lineII-II of6 and7C is a partial cross-sectional view on lineIII-III of6 ; and -
8th 11 is an exploded perspective view illustrating a battery pack, a cooling plate, and the case of the battery module according to the embodiment of the present invention.
[DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG]DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Im Folgenden werden die spezifischen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Dies sind jedoch nur illustrative Beispiele und die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt.Hereinafter, the specific embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, these are only illustrative examples and the present invention is not limited to them.
In Beschreibungen der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden öffentlich bekannte Techniken, die es ermöglichen, den Sinn der vorliegenden Erfindung unnötig zu verdunkeln, nicht im Detail beschrieben. Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, wobei gleichartige Referenzzeichen gleichartige oder entsprechende Teile in den verschiedenen Ansichten bezeichnen. Darüber hinaus werden die hierin verwendeten Begriffe unter Berücksichtigung der Funktionen der vorliegenden Offenbarung definiert und können entsprechend der Gewohnheit oder Absicht der Nutzer oder Betreiber geändert werden. Daher sollte die Definition der Begriffe gemäß der hierin dargelegten Gesamtdarstellung erfolgen.In descriptions of the embodiments of the present invention, publicly known techniques that make it possible to obscure the sense of the present invention are not described in detail. Referring to the drawings, like reference characters refer to like or corresponding parts in the drawings denote different views. In addition, the terms used herein are defined taking into account the functions of the present disclosure and may be changed according to the habit or intention of the user or operator. Therefore, the definition of the terms should be in accordance with the overall presentation presented here.
Es ist zu verstehen, dass der technische Geist und der Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung durch die beigefügten Ansprüche definiert sind, und die folgenden Ausführungsformen dienen nur der effizienten Beschreibung der vorliegenden Erfindung für Personen, die über Kenntnisse auf dem technischen Gebiet verfügen, auf das sich die vorliegende Erfindung bezieht.It is to be understood that the technical spirit and scope of the present invention are defined by the appended claims, and the following embodiments are only intended to efficiently describe the present invention to those who are knowledgeable in the technical field to which it relates The present invention relates.
Unter Bezugnahme auf die
Insbesondere kann die Vielzahl der übereinander gestapelten Batteriezellen
Der Seitenabschnitt der hierin verwendeten Batteriegruppe
Unterdessen kann das Gehäuse
So kann beispielsweise das Gehäuse
Unterdessen kann das Gehäuse
Darüber hinaus kann die Batteriegruppe
Insbesondere kann jede vorbestimmte Anzahl von Batteriezellen
Weiterhin können Vorder- und Rückdeckel
Unterdessen kann das Batteriemodul
Zu diesem Zeitpunkt kann die Befestigungsnut
Wie vorstehend beschrieben, befindet sich die Sammelschienenbaugruppe
Darüber hinaus kann zwischen der Seitenverkleidung
Weiterhin kann zwischen der Batteriegruppe
Insbesondere kann das wärmeleitende Element mit einer Wärmeleitfähigkeit zwischen der Batteriegruppe
Weiterhin kann das wärmeleitende Element aus einem Material mit Isolationseigenschaften hergestellt sein, wodurch die Möglichkeit einer elektrischen Verbindung zwischen der Vielzahl von Batteriezellen
Unter Bezugnahme auf die
Da die Flächendruckmatte
In der Zwischenzeit werden die Flächendruckmatte
Die Flächendruckmatte
Weiterhin kann die Flächendruckmatte
Zu diesem Zeitpunkt kann das flammhemmende Pad
Unter Bezugnahme auf die
Die Sammelschienenbaugruppe
Insbesondere kann jede von einer oder mehreren Stromschienen
Darüber hinaus kann die Sammelschienenbaugruppe
Zu diesem Zeitpunkt kann die Sensoreinheit
Insbesondere kann die Batteriezelle
Die Temperaturmesspositionen der Sensoreinheit
Währenddessen kann die Stützeinheit
Insbesondere kann das erste Stützelement
Weiterhin kann das zweite Sensorelement
Wie vorstehend beschrieben, fixieren und stützen das erste Stützelement
Währenddessen kann die Sensoreinheit
Darüber hinaus kann mindestens ein Teil des Verbinders
Währenddessen kann der Verbinder
Darüber hinaus kann sich die Sammelschienenabdeckung
In diesem Fall zeigen die in
Unter Bezugnahme auf
Da die elastische Matte
Unter Bezugnahme auf die
Unter Bezugnahme auf
Zu diesem Zeitpunkt beinhaltet das Gehäuse
Unterdessen kann das Gehäuse
Insbesondere kann das Gehäuse
Darüber hinaus kann jede der Flächendruckmatten
Darüber hinaus kann das wärmeleitende Element auf mindestens eine der Kühlplatten
Da das wärmeleitende Element in einem Zustand aufgebracht wird, in dem der obere Abschnitt der Kühlplatte
Darüber hinaus kann vor der Kopplung des Gehäuses
Insbesondere können nach dem Koppeln der Batteriegruppe
Zu diesem Zeitpunkt wird die Sammelschienenbaugruppe
Weiterhin ist die Sensoreinheit
Dadurch können Betriebszeit und Kosten, die bisher für die Befestigung der Sensoreinheit
Da das erste Sensorelement
Das heißt, eine Erhöhung der Haftung kann durch einfaches Anziehen der Batteriegruppe
Obwohl die repräsentativen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben wurden, wird von Personen, die auf dem technischen Gebiet, auf dem sich die vorliegende Erfindung bezieht, allgemein bekannt sind, verstanden, dass darin verschiedene Änderungen und Variationen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Dementsprechend sollte der Umfang der vorliegenden Erfindung nicht auf die Ausführungsformen beschränkt sein, sondern durch die beigefügten Ansprüche sowie deren Äquivalente definiert sein.While the representative embodiments of the present invention have been described in detail, it will be understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention relates that various changes and variations can be made therein without departing from the scope of the present invention Deviate invention. Accordingly, the scope of the present invention should not be limited to the embodiments but should be defined by the appended claims and their equivalents.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1:1:
- Batteriemodulbattery module
- 10:10:
- Batteriegruppebattery group
- 110:110:
- Untergruppesubgroup
- 111:111:
- Batteriezellebattery cell
- 111a: 111a:
- Elektrodenlascheelectrode tab
- 111b:111b:
- Zellkörpercell body
- 112:112:
- FlächendruckmatteSurface pressure mat
- 112':112 ':
- FlammschutzmatteFlame retardant mat
- 120:120:
- Barrierebarrier
- 20:20:
- Kühlplattecooling plate
- 210:210:
- Befestigungsnutmounting groove
- 30:30:
- Gehäusecasing
- 310:310:
- Obere AbdeckungTop cover
- 311:311:
- ModulbefestigungsteilModule mounting part
- 320:320:
- Seitenverkleidungside panel
- 330:330:
- Elastische MatteElastic mat
- 40:40:
- Vordere und hintere AbdeckungenFront and rear covers
- 50:50:
- SammelschienenbaugruppeA rail assembly
- 510:510:
- Sammelschienebus
- 520:520:
- SammelschienenrahmenBusbar framework
- 530:530:
- Sensoreinheitsensor unit
- 531:531:
- Erstes SensorelementFirst sensor element
- 532:532:
- Zweites SensorelementSecond sensor element
- 533:533:
- SteckverbinderConnectors
- 534:534.:
- Abdeckelementcover
- 540:540:
- Stützeinheitsupport unit
- 541:541:
- Erstes StützelementFirst support element
- 542:542:
- Zweites StützelementSecond support element
- 60:60:
- SammelschienenabdeckungBusbar cover
- d1:d1:
- Stapelrichtung der BatteriezellenStacking direction of the battery cells
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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